Манжит Кумар - Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности

• Название: Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности
• Автор: Манжит Кумар
• Жанр: Физика

     Однажды, когда Чарли Чаплина и Альберта Эйнштейна окружила восторженная толпа, Чаплин заметил: “Меня приветствуют потому, что меня понимают все, а вас — потому, что не понимает никто”. С тех пор наука стала еще менее доступной пониманию публики. Английский журналист рассказывает о проблемах, занимавших физиков первой половины XX века, искусно соединяя описание человеческих черт “небожителей” — авторов квантовой теории — с рассказом о трудной, но веселой науке, которую они творили. Что получилось? Биография идеи, которая читается как триллер. Путеводитель по парадоксальному миру. Научно-популярная книга, которая сбивает с толку и дает почувствовать себя почти гением.

---

53 Rutherford (1906), p. 260.

54 Rutherford (1911а). Reprinted in: Boorse and Motz (1966), p. 709.

55 В работе, опубликованной в апреле 1913 года, Гейгер и Марсден утверждали, что их данные являются “важным свидетельством справедливости исходного предположения о том, что в центре атома имеется большой заряд, размер которого мал в сравнении с диаметром атома”.

56 Marsden (1948), p. 55.

57 Нильс Бор, AHQP, интервью 7 ноября 1962 года.

58 Нильс Бор, AHQP, интервью 2 ноября 1962 года.

59 Нильс Бор, AHQP, интервью 7 ноября 1962 года.

60 Rosenfeld and Riidinger (1967), p. 46.

61 Pais (1991), p. 125.

62 Andrade (1964), p. 210.

63 Andrade (1964), p. 209, note 3.

64 Rosenfeid and Riidinger (1967), p. 46.

65 Bohr (19636), p. 32.

66 Нильс Бор, AHQP, интервью 2 ноября 1962 года.

67 Howorth (1958), p. 184.

68 Soddy (1913), p. 400. Он же в качестве альтернативы предложил термин “изотопические элементы”.

69 Позднее оказалось, что и радиоторий, и радиоактиний, и ионий, и уран X — это всего четыре из двадцати пяти изотопов тория.

70 Нильс Бор, AHQP, интервью 2 ноября 1962 года.

71 Bohr (1963b), p. 33.

72 Там же.

73 Там же.

74 Нильс Бор, AHQP, интервью 2 ноября 1962 года.

75 Нильс Бор, AHQP, интервью 31 октября 1962 года.

76 Там же.

77 Boorse and Motz (1966), p. 855.

78 Дьёрдь фон Хевеши, AHQP, интервью 25 мая 1962 года.

79 Pais (1991), p. 125.

80 Там же.

81 Bohr (1963b), p. 33.

82 Blaedel (1985), p. 48.

83 BCW, Vol. 1, p. 555. Письмо Бора Харальду Бору от 12 июня 1912 года.

84 Там же.

85 BCW, Vol. 1, p. 561. Письмо Бора Харальду Бору от 17 июля 1912 года.

Глава 4. Квантовый атом

1 Маргрет Бор, Оге Бор и Леон Розенфельд, AHQP, интервью 30 января 1963 года.

2 Там же.

3 Маргрет Бор, AHQP, интервью 23 января 1963 года.

4 Rozental (1998), p. 34.

5 Бор решил отложить публикацию статьи до тех пор, пока не станут доступны результаты выполненных в Манчестере экспериментов по измерению скорости α-частиц. Статья “К теории уменьшения скорости движущихся заряженных частиц, проходящих через вещество” была опубликована в 1913 году в журнале “Философикал мэгэзин”.

6 См. гл. 3, прим. 6.

7 Nielson (1963), p. 22.

8 Rosenfeld and Rudinger (1967), p. 51.

9 BCW, Vol. 2, p. 577. Письмо Бора Эрнесту Резерфорду от 6 июля 1912 года.

10 Нильс Бор, AHQP, интервью 7 ноября 1962 года.

11 BCW, Vol. 2, p. 136.

12 Там же.

13 Нильс Бор, AHQP, интервью 1 ноября 1962 года.

14 Нильс Бор, AHQP, интервью 31 октября 1962 года.

15 BCW, Vol. 2, p. 577. Письмо Бора Эрнесту Резерфорду от 4 ноября 1912 года.

16 BCW, Vol. 2, p. 578. Письмо Бора Эрнесту Резерфорду от 11 ноября 1912 года.

17 Пи (π) — число, равное отношению длины окружности к ее диаметру.

18 Один электронвольт (эВ) эквивалентен 1,6 х 10-16 Дж энергии. Электрическая лампочка мощностью 100 Вт за секунду преобразует 100 Дж электроэнергии в тепло и свет.

19 BCW, Vol. 2, p. 597. Письмо Бора Эрнесту Резерфорду от 31 января 1913 года.

20 Нильс Бор, AHQP, интервью 31 октября 1962 года.

21 При жизни Бальмера и еще долго в XX веке длина волны измерялась в единицах, названных в честь Андерса Ангстрема. Один ангстрем равен 10-8 см (одна стомиллионная часть сантиметра, одна десятая нанометра).

22 Bohr (1963d).

23 В 1890 году шведский физик Йоханнес Ридберг получил формулу более общую, чем формула Бальмера. В нее входило число, названное позднее постоянной Ридберга, которое Бор мог использовать для расчета своей модели. Ему удалось записать постоянную Ридберга, используя постоянную Планка, массу и заряд электрона, и рассчитать ее значение, которое почти идеально совпало с ее экспериментальным значением. Он сказал Резерфорду, что, по его мнению, это “гигантское и неожиданное продвижение” (BCW, Vol. 2, p. 111).

24 Heilbron (2007), p. 29.

25 Gilliott and Kumar (1995), p. 60. Лекции лауреатов Нобелевских премий доступны на сайте www.nobelprize.org.

26 BCW, Vol. 2, p. 582. Письмо Бора Эрнесту Резерфорду от 6 марта 1913 года.

27 Eve (1939), p. 221.

28 Там же.

29 BCW, Vol. 2, p. 583. Письмо Эрнеста Резерфорда Бору от 20 марта 1913 года.

30 BCW, Vol. 2, p. 584. Письмо Эрнеста Резерфорда Бору от 20 марта 1913 года.

31 BCW, Vol. 2, pp.585-586. Письмо Бора Эрнесту Резерфорду от 26 марта 1913 года.

32 Eve (1939). p. 218.

33 Wilson (1983), p. 333.

34 Rosenfeld and Rudinger (1967), p. 54.

35 Wilson (1983), p. 333.

36 Blaedel (1988), p. 119.

37 Eve (1939). p. 223.

38 Cropper (1970), p. 46.

39 Jammer (1966), p. 86.

40 Mehra and Rechenberg (1982), Vol. 1, p. 236.

41 Там же.

42 BCW, Vol. 1, p. 567. Письмо Харальда Бора Нильсу Бору, осень 1913 года.

43 Eve (1939). p. 226.

44 Мозли также удалось объяснить некоторые аномалии, связанные с расположением трех пар элементов в периодической таблице. В соответствии с атомным весом аргон (39.94) надо было поместить после калия (39.10). Но это противоречило химическим свойствам этих элементов: калий попадал в группу инертных газов, а аргон — в число щелочных металлов. Чтобы избежать несуразности, элементы надо расположить не в соответствии с их атомным весом, а в обратном порядке. Но если исходить из их атомных номеров этих элементов, такой порядок правилен. Атомные номера позволили разместить в правильном порядке еще две пары элементов: теллур — йод и кобальт — никель.

45 Pais (1991), p. 164.

46 BCW, Vol. 2, p. 594. Письмо Эрнеста Резерфорда Бору от 20 мая 1914 года.

47 Pais (1991), p. 164.

48 СРАЕ, Vol. 5, p. 50. Письмо Эйнштейна Арнольду Зоммерфельду от 14 января 1908 года.

49 Позднее выяснилось, что квантовое число, обозначенное Зоммерфельдом буквой k, не может равняться нулю. Поэтому положили, что к равно l +1, где l — орбитальное квантовое число (орбитальный угловой момент); l = 0,1, 2.....n - 1, а n — главное квантовое число.

50 Эффект Штарка бывает двух типов. В случае линейного эффекта Штарка, который наблюдается только для возбужденных состояний атома водорода, расщепление пропорционально электрическому полю. Во всех других атомах имеет место квадратичный эффект Штарка, когда расщепление линий пропорционально квадрату электрического поля.

51 BCW, Vol. 2, p. 589. Письмо Эрнеста Резерфорда Бору от и декабря 1913 года.

52 BCW, Vol. 2, p. 603. Письмо Арнольда Зоммерфельда Бору от 4 сентября 1913 года.

53 В настоящее время вместо m используют обозначение ml. Для данного l имеется 2l = 1 значений ml, так что ml меняется в интервале от -l до l. Если l = 1, то ml принимает значения -1,0,1.

54 Pais (1994), p. 34. Письмо Арнольда Зоммерфельда Бору от 25 апреля 1921 года.

55 Pais (1991), p. 170.

56 В 1965 году институт был переименован в Институт им. Нильса Бора.

Глава 5. Эйнштейн встречает Бора

1 Frank (1947), p. 98.

2 СРАЕ, Vol. 5, p. 175. Письмо Эйнштейна Хендрику Лоренцу от 27 января 1911 года.

3 Там же.

4 СРАЕ, Vol. 5, p. 187. Письмо Эйнштейна Микеланджело Бессо от 13 мая 1911 года.

5 Pais (1982), p. 170.

6 Там же.

7 СРАЕ, Vol. 5, p. 349. Письмо Эйнштейна Хендрику Лоренцу от 14 августа 1913 года.

8 Folsing (1997). p. 335

9 СРАЕ, Vol. 8, p. 23. Письмо Эйнштейна Отто Штерну, не ранее 4 июня 1914 года.

10 СРАЕ, Vol. 8, p. 10. Письмо Эйнштейна Паулю Эренфесту, не позднее 10 апреля 1914 года.

11 СРАЕ, Vol. 8, p. 365. Письмо Эйнштейна Эльзе Левенталь, до 2 декабря 1913 года.

12 СРАЕ, Vol. 8, pp. 32-33. Эйнштейн — Милеве Эйнштейн-Марич, 18 июля 1914 года.

13 СРАЕ, Vol. 8, p. 41. Письмо Эйнштейна Паулю Эренфесту от 19 августа 1914 года.

14 Fromkin (2004), pp. 49-50.

15 К России, Франции, Британии и Сербии присоединились Япония (1914), Италия (1915), Португалия и Румыния (1916), США и Греция (1917). Британские доминионы сражались на стороне союзников. Германию и Австро-Венгрию поддержали Турция (1914) и Болгария (1915).